JP3716820B2 - 回転電機のステータ構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機、特に一つのステータで二つのロータを駆動する回転電機のステータ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機として、本出願人は、例えば特開２００１−７８４０８号公報において、図３に断面図で示すようなものを既に提案している。
【０００３】
この回転電機１０１は、第１回転軸１０３に連結されたインナーロータ１０５と、インナーロータ１０５の外周側に配設されたステータ１０７と、第２回転軸１０９に連結されてステータ１０７の外周側に配設されたアウターロータ１１１とを有する三重構造を備えている。
【０００４】
ステータ１０７は、そのリア側端部がステータ固定ボルト１１３によりリアケース１１５にネジ止めして固定され、フロント側端部は第２回転軸１０９に連結されたフロントカバー１１７にベアリング軸受１１９を介して支持されている。
【０００５】
アウターロータ１１１は、ロータケース１２１に保護されるように取り付けられており、ロータケース１２１のリア側端部はベアリング軸受１２３を介してリアケース１１５に回転自在に支持され、フロント側端部はフロントカバー１１７にボルト１２５により固定されている。また、フロントカバー１１７は、ベアリング軸受１２７を介して第１回転軸１０３に回転自在に支持されていると共に、ベアリング軸受１２９を介してフロントケース１３１に回転自在に支持されている。
【０００６】
ここで、ステータ１０７は、軸方向に延在するステータピース１３３を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア１３５と、各ステータピース１３３に巻装したコイル１３７と、ステータコア１３５の両側に全てのステータピース１３３に跨るように配置したブラケット１３９，１４１とを有しており、ブラケット１３９，１４１の隣接するステータピース間に形成されたボルト穴を通して、ステータ固定ボルト１１３によりブラケット１３９側（リア側端部）においてリアケース１１５にネジ止めすることにより、ブラケット１３９，１４１間にステータコア１３５を挟持してリアケース１１５に固定されるようになっている。なお、各ステータピース１３３は、多数枚のステータ鋼板を軸方向に積層して形成されている。
【０００７】
かかる回転電機１０１は、ステータ１０７のコイル１３７を多相に接続して、その多相コイルにインナーロータ１０５の回転制御用の電流と、アウターロータ１１１の回転制御用の電流とを複合した複合電流を供給して磁束を変化させることにより、インナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らによる種々の実験検討によると、上述したような回転電機１０１には、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、上述した回転電機１０１では、多相コイルに複合電流を流してインナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することから、各コイル１３７を電磁気的に独立させる必要があり、そのため図４に示すように、各コイル１３７を巻装するステータピース１３３を、他のコイル１３７を巻装するステータピース１３３から電磁気的に分離して独立させる必要がある。
【０００９】
このため、各ステータピース１３３を個別に製作する必要があることから、ステータピース１３３間で積層鋼板の積厚、すなわち軸方向寸法にバラツキが生じ易くなる。その結果、上述した回転電機１０１の構造の場合には、ブラケット１４１を全てのステータピース１３３に跨る剛体とすると、図５にステータ１０７の部分展開模式図を示すように、各ステータピース１３３を一方のブラケット１３９に位置決めして、ステータピース１３３を一方のブラケット１３９と他方のブラケット１４１との間でステータ固定ボルト１１３により挟持する際に、ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキによりブラケット１４１側に隙間が生じて挟持できないステータピース１３３が存在することになり、このステータピース１３３では当該ステータピース１３３に巻装されたコイル１３７に生じるトルクを支えきれないことになる。
【００１０】
このような問題を解決し、各コイル１３７に生じる複合電流によるトルクを支えるには、各ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキを設計値以内に抑えて、ブラケット１３９，１４１によりステータピース１３３を挟持する軸力によって、各ステータピース１３３に摩擦力を発生させるようにすれば良いが、そのためには各ステータピース１３３の軸方向寸法をシムにより調整したり、各ステータピース１３３を２次加工して軸方向寸法を調整したりする作業を要し、ステータ１０７の組み立て性が低下して、コストアップを招くことが懸念される。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、組み立て性を向上でき、コストダウンが図れる回転電機のステータ構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットまたは第２ブラケットを、隣接する順次の２個のステータピースに跨り、それぞれ上記固定手段を通す穴を有する複数のブラケットピースに分割したことを特徴とする回転電機のステータ構造。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記各ブラケットピースの両端部に、隣接するステータピース側に突出するリブを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の回転電機のステータ構造において、上記複数のブラケットピースを、軸方向に変形可能で、各ブラケットピースの上記穴に対応する固定手段用の穴を有するプレートに連結したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記各ブラケットピースを上記プレートに対して位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の回転電機のステータ構造において、上記プレートを、絶縁表面処理された鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項３，４または５に記載の回転電機のステータ構造において、上記プレートの上記固定手段の取り付け部に、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金を配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ステータコアを挟持する第１ブラケットまたは第２ブラケットが、隣接する順次の２個のステータピースに跨るように複数のブラケットピースに分割されているので、隣接するステータピース間で軸方向寸法に誤差がある場合には、これらステータピース間に跨るブラケットピースは傾いてステータピースに当接することになる。したがって、ステータピースの軸方向寸法誤差に影響されることなく、ステータコアを確実に挟持することができるので、ステータピースの寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要もなくなり、ステータの組み立て性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、各ブラケットピースは、その両端部に隣接するステータピース側に突出するリブを有するので、隣接するステータピース間の軸方向寸法の誤差によりブラケットピースが傾いても、隣接するステータピースに対して常にほぼ同位置で軸力を伝えることができ、各ステータピースを安定した状態で確実に挟持することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、複数のブラケットピースがプレートに連結されているので、複数のブラケットピースからなる第１ブラケットまたは第２ブラケットを一つの部品として扱うことができ、組み立て性をより向上することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、プレートに対する各ブラケットピースの連結位置が位置決め手段により位置決めされるので、ステータピースに対するブラケットピースの配置位置の整合性を容易に保つことができ、組み立て性をより向上することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によれば、プレートが絶縁表面処理された鋼板からなるので、各ステータピースの周りで第１，第２ブラケットおよび固定手段を通る閉ループの電流通路が遮断され、これにより各コイルに流れる電流の変化によって発生磁束が変化しても、その磁束の変化による誘導電流の発生が有効に抑制される。したがって、誘導電流による回転電機の発熱が抑制されるので、回転電機の性能および効率を向上することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明によれば、プレートの固定手段の取り付け部に、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金が配置されているので、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流の発生を安定して抑制でき、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組み立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に組み立てることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転電機のステータ構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。この回転電機１は、図３に示した回転電機１０１と同様に、第１回転軸３に連結されたインナーロータ５と、インナーロータ５の外周側に配設されたステータ７と、第２回転軸９に連結されてステータ７の外周側に配設されたアウターロータ１１とを有する三重構造を備えているが、本実施の形態では、第１回転軸３が第２回転軸９の外周側に配置されている。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、図１において左側をリア側、右側をフロント側と称することにする。
【００２６】
第１回転軸３は、そのリア側端部においてベアリング軸受１３を介して内周側に配置された第２回転軸９に相対的に回転自在に支持され、フロント側端部においてベアリング軸受１５を介して外周側に配置されたステータシャフト１７に回転自在に支持されている。また、第２回転軸９は、リア側端部においてベアリング軸受１９を介してモータリアケース２１に回転自在に支持されている。
【００２７】
ステータ７は、リア側端部においてステータリアディスク２３およびベアリング軸受２５を介して第２回転軸９に支持され、フロント側端部はステータシャフト１７に固定されている。
【００２８】
アウターロータ１１は、ロータケース２７に保護されるように取り付けられており、ロータケース２７のリア側端部はロータリアディスク２９を介して第２回転軸９に連結され、フロント側端部はロータフロントディスク３１およびベアリング軸受３３を介してステータシャフト１７に回転自在に支持されている。
【００２９】
ここで、ステータ７は、図２（ａ）に部分展開模式図を、図２（ｂ）に図２（ａ）のＡ−Ａ断面図をも示すように、軸方向に延在するステータピース４１を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア４３と、各ステータピース４１に巻装したコイル４５と、ステータコア４３の両側に配置した第１，第２ブラケット４７，４９とを有している。
【００３０】
本実施の形態では、フロント側の第１ブラケット４７を高強度、高剛性の金属でディスク状に形成してステータシャフト１７に固定し、この第１ブラケット４７とステータコア４３のフロント側端面との間に、全てのステータピース４１に跨って各コイル４５を避けるように高強度、高剛性の絶縁材または金属（例えばステンレス鋼）からなる凹状のカラー部材５１を配置する。
【００３１】
また、リア側の第２ブラケット４９は、隣接する順次の２個のステータピース４１に跨るように複数のブラケットピース５３に分割する。各ブラケットピース５３は、少なくともその両端部を、コイル４５を避けるように凹状に形成すると共に、該両端部の各先端近傍にはステータピース４１側に突出するリブ５５を形成する。これらブラケットピース５３は、軸方向に変形可能な絶縁表面処理された鋼板からなるディスク状の共通のプレート５７に、それぞれ位置決め手段を構成するピン５９により位置決めして連結する。
【００３２】
さらに、第１ブラケット４７およびカラー部材５１には、隣接する各ステータピース４１間に、径方向に離間してそれぞれ２個のボルト穴を連通して形成する。同様に、第２ブラケット４９を構成する各ブラケットピース５３およびブラケットピース５３を連結するプレート５７にも、第１ブラケット４７およびカラー部材５１に形成したボルト穴と対応するボルト穴を連通して形成する。
【００３３】
このようにして、各ボルト穴に第２ブラケット４９側からそれぞれ固定手段を構成する固定ボルト６１を通し、第１ブラケット４７から突出する固定ボルト６１の先端部にナット６３を螺合して締め付けて、ステータコア４３を第１，第２ブラケット４７，４９間に挟持する。なお、リア側において、固定ボルト６１の頂部とプレート５７との間には、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金６５を介在させる。
【００３４】
本実施の形態によれば、リア側の第２ブラケット４９を、隣接する順次の２個のステータピース４１に跨るように複数のブラケットピース５３に分割したので、図２（ａ）に示すように隣接するステータピース４１間で軸方向寸法に誤差がある場合には、これらステータピース４１間に跨るブラケットピース５３は傾いてステータピース４１に当接することになる。しかも、各ブラケットピース５３には、その両端部にステータピース４１側に突出するリブ５５を設けたので、隣接するステータピース４１間の軸方向寸法誤差によりブラケットピース５３が傾いても、隣接するステータピース４１に対して常にほぼ同位置で軸力を伝えることができる。したがって、ステータピース４１の軸方向寸法誤差に影響されることなく、ステータコア４３を安定した状態で確実に挟持することができるので、ステータピース４１の寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要もなくなり、ステータ７の組み立て性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
また、各ブラケットピース５３を共通のプレート５７にそれぞれピン５９により位置決めして連結したので、ステータピース４１に対するブラケットピース５３の配置位置の整合性を容易に保つことができると共に、これらを一つの部品として扱うことができるので、組み立て性をより向上することができる。しかも、プレート５７を絶縁表面処理された鋼板で形成すると共に、プレート５７と固定ボルト６１の頂部との間には、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金６５を介在させたので、絶縁座金６５のボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができる。したがって、各ステータピース４１の周りで、第１，第２ブラケット４７，４９および固定ボルト６１を通る閉ロープの電流通路を確実に遮断することができるので、各コイル４５に流れる複合電流の変化により対応するステータピース４１を通る磁束が変化しても、それによる誘導電流の発生を安定して抑制でき、これにより回転電機１の発熱を有効に防止でき、その性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができる。また、組み立て時に、絶縁座金６５のボルト座面の絶縁膜がコスレ等により破壊されるのを気にする必要がなくなるので、組み立て作業が簡単になり、生産性を向上することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、ブラケットピース５３のリブ５５、プレート５７、あるいは絶縁座金６５は省略することもできる。また、固定ボルト６１は、隣接する各ステータピース４１間に一本とすることもできるし、その材質を絶縁性として誘導電流通路を遮断するよう構成することもできる。さらに、固定ボルト６１に代えてリベットを用いてステータコア４３を挟持するよう構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。
【図２】 図１に示すステータの部分展開模式図および断面図である。
【図３】 本出願人が先に提案した回転電機の断面図である。
【図４】 図３に示すステータピースの配列を示す図である。
【図５】 図３に示すステータの部分展開模式図である。
【符号の説明】
１ 回転電機
３ 第１回転軸
５ インナーロータ
７ ステータ
９ 第２回転軸
１１ アウターロータ
１３，１５，１９，２５，３３ ベアリング軸受
１７ ステータシャフト
２１ モータリアケース
２３ ステータリアディスク
２７ ロータケース
２９ ロータリアディスク
３１ ロータフロントディスク
４１ ステータピース
４３ ステータコア
４５ コイル
４７ 第１ブラケット
４９ 第２ブラケット
５１ カラー部材
５３ ブラケットピース
５５ リブ
５７ プレート
５９ ピン（位置決め手段）
６１ 固定ボルト（固定手段）
６３ ナット
６５ 絶縁座金
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機、特に一つのステータで二つのロータを駆動する回転電機のステータ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機として、本出願人は、例えば特開２００１−７８４０８号公報において、図３に断面図で示すようなものを既に提案している。
【０００３】
この回転電機１０１は、第１回転軸１０３に連結されたインナーロータ１０５と、インナーロータ１０５の外周側に配設されたステータ１０７と、第２回転軸１０９に連結されてステータ１０７の外周側に配設されたアウターロータ１１１とを有する三重構造を備えている。
【０００４】
ステータ１０７は、そのリア側端部がステータ固定ボルト１１３によりリアケース１１５にネジ止めして固定され、フロント側端部は第２回転軸１０９に連結されたフロントカバー１１７にベアリング軸受１１９を介して支持されている。
【０００５】
アウターロータ１１１は、ロータケース１２１に保護されるように取り付けられており、ロータケース１２１のリア側端部はベアリング軸受１２３を介してリアケース１１５に回転自在に支持され、フロント側端部はフロントカバー１１７にボルト１２５により固定されている。また、フロントカバー１１７は、ベアリング軸受１２７を介して第１回転軸１０３に回転自在に支持されていると共に、ベアリング軸受１２９を介してフロントケース１３１に回転自在に支持されている。
【０００６】
ここで、ステータ１０７は、軸方向に延在するステータピース１３３を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア１３５と、各ステータピース１３３に巻装したコイル１３７と、ステータコア１３５の両側に全てのステータピース１３３に跨るように配置したブラケット１３９，１４１とを有しており、ブラケット１３９，１４１の隣接するステータピース間に形成されたボルト穴を通して、ステータ固定ボルト１１３によりブラケット１３９側（リア側端部）においてリアケース１１５にネジ止めすることにより、ブラケット１３９，１４１間にステータコア１３５を挟持してリアケース１１５に固定されるようになっている。なお、各ステータピース１３３は、多数枚のステータ鋼板を軸方向に積層して形成されている。
【０００７】
かかる回転電機１０１は、ステータ１０７のコイル１３７を多相に接続して、その多相コイルにインナーロータ１０５の回転制御用の電流と、アウターロータ１１１の回転制御用の電流とを複合した複合電流を供給して磁束を変化させることにより、インナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らによる種々の実験検討によると、上述したような回転電機１０１には、以下に説明するような改良すべき点があることが判明した。すなわち、上述した回転電機１０１では、多相コイルに複合電流を流してインナーロータ１０５およびアウターロータ１１１の回転を独立して制御することから、各コイル１３７を電磁気的に独立させる必要があり、そのため図４に示すように、各コイル１３７を巻装するステータピース１３３を、他のコイル１３７を巻装するステータピース１３３から電磁気的に分離して独立させる必要がある。
【０００９】
このため、各ステータピース１３３を個別に製作する必要があることから、ステータピース１３３間で積層鋼板の積厚、すなわち軸方向寸法にバラツキが生じ易くなる。その結果、上述した回転電機１０１の構造の場合には、ブラケット１４１を全てのステータピース１３３に跨る剛体とすると、図５にステータ１０７の部分展開模式図を示すように、各ステータピース１３３を一方のブラケット１３９に位置決めして、ステータピース１３３を一方のブラケット１３９と他方のブラケット１４１との間でステータ固定ボルト１１３により挟持する際に、ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキによりブラケット１４１側に隙間が生じて挟持できないステータピース１３３が存在することになり、このステータピース１３３では当該ステータピース１３３に巻装されたコイル１３７に生じるトルクを支えきれないことになる。
【００１０】
このような問題を解決し、各コイル１３７に生じる複合電流によるトルクを支えるには、各ステータピース１３３の軸方向寸法のバラツキを設計値以内に抑えて、ブラケット１３９，１４１によりステータピース１３３を挟持する軸力によって、各ステータピース１３３に摩擦力を発生させるようにすれば良いが、そのためには各ステータピース１３３の軸方向寸法をシムにより調整したり、各ステータピース１３３を２次加工して軸方向寸法を調整したりする作業を要し、ステータ１０７の組み立て性が低下して、コストアップを招くことが懸念される。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、組み立て性を向上でき、コストダウンが図れる回転電機のステータ構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットまたは第２ブラケットを、隣接する順次の２個のステータピースに跨り、それぞれ上記固定手段を通す穴を有する複数のブラケットピースに分割したことを特徴とする回転電機のステータ構造。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のステータ構造において、上記各ブラケットピースの両端部に、隣接するステータピース側に突出するリブを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の回転電機のステータ構造において、上記複数のブラケットピースを、軸方向に変形可能で、各ブラケットピースの上記穴に対応する固定手段用の穴を有するプレートに連結したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の回転電機のステータ構造において、上記各ブラケットピースを上記プレートに対して位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に記載の回転電機のステータ構造において、上記プレートを、絶縁表面処理された鋼板で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項３，４または５に記載の回転電機のステータ構造において、上記プレートの上記固定手段の取り付け部に、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金を配置したことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ステータコアを挟持する第１ブラケットまたは第２ブラケットが、隣接する順次の２個のステータピースに跨るように複数のブラケットピースに分割されているので、隣接するステータピース間で軸方向寸法に誤差がある場合には、これらステータピース間に跨るブラケットピースは傾いてステータピースに当接することになる。したがって、ステータピースの軸方向寸法誤差に影響されることなく、ステータコアを確実に挟持することができるので、ステータピースの寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要もなくなり、ステータの組み立て性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、各ブラケットピースは、その両端部に隣接するステータピース側に突出するリブを有するので、隣接するステータピース間の軸方向寸法の誤差によりブラケットピースが傾いても、隣接するステータピースに対して常にほぼ同位置で軸力を伝えることができ、各ステータピースを安定した状態で確実に挟持することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、複数のブラケットピースがプレートに連結されているので、複数のブラケットピースからなる第１ブラケットまたは第２ブラケットを一つの部品として扱うことができ、組み立て性をより向上することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、プレートに対する各ブラケットピースの連結位置が位置決め手段により位置決めされるので、ステータピースに対するブラケットピースの配置位置の整合性を容易に保つことができ、組み立て性をより向上することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によれば、プレートが絶縁表面処理された鋼板からなるので、各ステータピースの周りで第１，第２ブラケットおよび固定手段を通る閉ループの電流通路が遮断され、これにより各コイルに流れる電流の変化によって発生磁束が変化しても、その磁束の変化による誘導電流の発生が有効に抑制される。したがって、誘導電流による回転電機の発熱が抑制されるので、回転電機の性能および効率を向上することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明によれば、プレートの固定手段の取り付け部に、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金が配置されているので、仮に固定手段の座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができるので、誘導電流の発生を安定して抑制でき、回転電機の性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができると共に、組み立て時のコスレ等による座面鋼板の絶縁膜の破壊を気にすることなく、簡単に組み立てることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転電機のステータ構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。この回転電機１は、図３に示した回転電機１０１と同様に、第１回転軸３に連結されたインナーロータ５と、インナーロータ５の外周側に配設されたステータ７と、第２回転軸９に連結されてステータ７の外周側に配設されたアウターロータ１１とを有する三重構造を備えているが、本実施の形態では、第１回転軸３が第２回転軸９の外周側に配置されている。なお、本実施の形態では、説明の便宜上、図１において左側をリア側、右側をフロント側と称することにする。
【００２６】
第１回転軸３は、そのリア側端部においてベアリング軸受１３を介して内周側に配置された第２回転軸９に相対的に回転自在に支持され、フロント側端部においてベアリング軸受１５を介して外周側に配置されたステータシャフト１７に回転自在に支持されている。また、第２回転軸９は、リア側端部においてベアリング軸受１９を介してモータリアケース２１に回転自在に支持されている。
【００２７】
ステータ７は、リア側端部においてステータリアディスク２３およびベアリング軸受２５を介して第２回転軸９に支持され、フロント側端部はステータシャフト１７に固定されている。
【００２８】
アウターロータ１１は、ロータケース２７に保護されるように取り付けられており、ロータケース２７のリア側端部はロータリアディスク２９を介して第２回転軸９に連結され、フロント側端部はロータフロントディスク３１およびベアリング軸受３３を介してステータシャフト１７に回転自在に支持されている。
【００２９】
ここで、ステータ７は、図２（ａ）に部分展開模式図を、図２（ｂ）に図２（ａ）のＡ−Ａ断面図をも示すように、軸方向に延在するステータピース４１を円周方向に等間隔に複数個独立して配置したステータコア４３と、各ステータピース４１に巻装したコイル４５と、ステータコア４３の両側に配置した第１，第２ブラケット４７，４９とを有している。
【００３０】
本実施の形態では、フロント側の第１ブラケット４７を高強度、高剛性の金属でディスク状に形成してステータシャフト１７に固定し、この第１ブラケット４７とステータコア４３のフロント側端面との間に、全てのステータピース４１に跨って各コイル４５を避けるように高強度、高剛性の絶縁材または金属（例えばステンレス鋼）からなる凹状のカラー部材５１を配置する。
【００３１】
また、リア側の第２ブラケット４９は、隣接する順次の２個のステータピース４１に跨るように複数のブラケットピース５３に分割する。各ブラケットピース５３は、少なくともその両端部を、コイル４５を避けるように凹状に形成すると共に、該両端部の各先端近傍にはステータピース４１側に突出するリブ５５を形成する。これらブラケットピース５３は、軸方向に変形可能な絶縁表面処理された鋼板からなるディスク状の共通のプレート５７に、それぞれ位置決め手段を構成するピン５９により位置決めして連結する。
【００３２】
さらに、第１ブラケット４７およびカラー部材５１には、隣接する各ステータピース４１間に、径方向に離間してそれぞれ２個のボルト穴を連通して形成する。同様に、第２ブラケット４９を構成する各ブラケットピース５３およびブラケットピース５３を連結するプレート５７にも、第１ブラケット４７およびカラー部材５１に形成したボルト穴と対応するボルト穴を連通して形成する。
【００３３】
このようにして、各ボルト穴に第２ブラケット４９側からそれぞれ固定手段を構成する固定ボルト６１を通し、第１ブラケット４７から突出する固定ボルト６１の先端部にナット６３を螺合して締め付けて、ステータコア４３を第１，第２ブラケット４７，４９間に挟持する。なお、リア側において、固定ボルト６１の頂部とプレート５７との間には、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金６５を介在させる。
【００３４】
本実施の形態によれば、リア側の第２ブラケット４９を、隣接する順次の２個のステータピース４１に跨るように複数のブラケットピース５３に分割したので、図２（ａ）に示すように隣接するステータピース４１間で軸方向寸法に誤差がある場合には、これらステータピース４１間に跨るブラケットピース５３は傾いてステータピース４１に当接することになる。しかも、各ブラケットピース５３には、その両端部にステータピース４１側に突出するリブ５５を設けたので、隣接するステータピース４１間の軸方向寸法誤差によりブラケットピース５３が傾いても、隣接するステータピース４１に対して常にほぼ同位置で軸力を伝えることができる。したがって、ステータピース４１の軸方向寸法誤差に影響されることなく、ステータコア４３を安定した状態で確実に挟持することができるので、ステータピース４１の寸法精度を緩くできると共に、その寸法誤差をシムにより調整したり、２次加工により調整したりする必要もなくなり、ステータ７の組み立て性を向上でき、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
また、各ブラケットピース５３を共通のプレート５７にそれぞれピン５９により位置決めして連結したので、ステータピース４１に対するブラケットピース５３の配置位置の整合性を容易に保つことができると共に、これらを一つの部品として扱うことができるので、組み立て性をより向上することができる。しかも、プレート５７を絶縁表面処理された鋼板で形成すると共に、プレート５７と固定ボルト６１の頂部との間には、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金６５を介在させたので、絶縁座金６５のボルト座面の鋼板が絶縁破壊されたとしても、残りの鋼板で大きな絶縁抵抗を維持することができる。したがって、各ステータピース４１の周りで、第１，第２ブラケット４７，４９および固定ボルト６１を通る閉ロープの電流通路を確実に遮断することができるので、各コイル４５に流れる複合電流の変化により対応するステータピース４１を通る磁束が変化しても、それによる誘導電流の発生を安定して抑制でき、これにより回転電機１の発熱を有効に防止でき、その性能および効率を長期間に亘って安定して維持することができる。また、組み立て時に、絶縁座金６５のボルト座面の絶縁膜がコスレ等により破壊されるのを気にする必要がなくなるので、組み立て作業が簡単になり、生産性を向上することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、ブラケットピース５３のリブ５５、プレート５７、あるいは絶縁座金６５は省略することもできる。また、固定ボルト６１は、隣接する各ステータピース４１間に一本とすることもできるし、その材質を絶縁性として誘導電流通路を遮断するよう構成することもできる。さらに、固定ボルト６１に代えてリベットを用いてステータコア４３を挟持するよう構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施の形態を示す回転電機の要部の断面図である。
【図２】 図１に示すステータの部分展開模式図および断面図である。
【図３】 本出願人が先に提案した回転電機の断面図である。
【図４】 図３に示すステータピースの配列を示す図である。
【図５】 図３に示すステータの部分展開模式図である。
【符号の説明】
１ 回転電機
３ 第１回転軸
５ インナーロータ
７ ステータ
９ 第２回転軸
１１ アウターロータ
１３，１５，１９，２５，３３ ベアリング軸受
１７ ステータシャフト
２１ モータリアケース
２３ ステータリアディスク
２７ ロータケース
２９ ロータリアディスク
３１ ロータフロントディスク
４１ ステータピース
４３ ステータコア
４５ コイル
４７ 第１ブラケット
４９ 第２ブラケット
５１ カラー部材
５３ ブラケットピース
５５ リブ
５７ プレート
５９ ピン（位置決め手段）
６１ 固定ボルト（固定手段）
６３ ナット
６５ 絶縁座金
Claims (6)
- 第１回転軸に連結された第１ロータと、この第１ロータの外周側に配設されたステータと、第２回転軸に連結されて上記ステータの外周側に配設された第２ロータとを有し、
上記ステータは、軸方向に延在するステータピースを円周方向に複数個独立して配置したステータコアと、上記ステータピースに巻装したコイルと、上記ステータコアの両側に配置される第１ブラケットおよび第２ブラケットとを有し、これら第１ブラケットおよび第２ブラケットにそれぞれ形成された穴を通して、固定手段により上記第１ブラケットおよび第２ブラケット間に上記ステータコアを挟持する回転電機のステータ構造において、
上記第１ブラケットまたは第２ブラケットを、隣接する順次の２個のステータピースに跨り、それぞれ上記固定手段を通す穴を有する複数のブラケットピースに分割したことを特徴とする回転電機のステータ構造。 - 上記各ブラケットピースの両端部に、隣接するステータピース側に突出するリブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記複数のブラケットピースを、軸方向に変形可能で、各ブラケットピースの上記穴に対応する固定手段用の穴を有するプレートに連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記各ブラケットピースを上記プレートに対して位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記プレートを、絶縁表面処理された鋼板で形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の回転電機のステータ構造。
- 上記プレートの上記固定手段の取り付け部に、絶縁表面処理された積層鋼板からなる絶縁座金を配置したことを特徴とする請求項３，４または５に記載の回転電機のステータ構造。
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